Da budemo jasni, određivanje mase galaksije Mliječni put nije jednostavan zadatak. S jedne strane, promatranja su teška jer Sunčev sustav leži duboko unutar diska same galaksije. Ali istovremeno, postoji i masa halogene tamne materije naše galaksije, koju je teško izmjeriti jer nije "blistava", pa je stoga nevidljiva za konvencionalne metode otkrivanja.
Trenutne procjene ukupne mase galaksije temelje se na gibanju plimnih streamera plinova i globularnih klastera, a pod utjecajem gravitacijske mase galaksije. No, do sada su ta mjerenja proizvela procjene mase u rasponu od jednog do nekoliko trilijuna solarnih masa. Kao što je profesor Loeb objasnio Space Magazinu putem e-pošte, precizno mjerenje mase Mliječnog puta je od velike važnosti za astronome:
„Mliječni put pruža laboratoriju za ispitivanje standardnog kozmološkog modela. Ovaj model predviđa da broj satelitskih galaksija Mliječnog puta osjetljivo ovisi o njegovoj masi. Pri uspoređivanju predviđanja s popisom poznatih satelitskih galaksija, bitno je znati masu Mliječnog puta. Štoviše, ukupna masa kalibrira količinu nevidljive (tamne) materije i dobro postavlja dubinu gravitacijskog potencijala i implicira koliko brzo bi zvijezde morale da se kreću kako bi mogle pobjeći u intergalaktički prostor. "
Zbog studija, prof. Loeb i dr. Fragione odlučili su se za novi pristup koji je uključivao modeliranje pokreta HVS-a kako bi se utvrdila masa naše galaksije. U našoj galaksiji do sada je otkriveno više od 20 HVS-a koji putuju brzinom do 700 km / s (435 mi / s) i nalaze se na udaljenosti od oko 100 do 50 000 svjetlosnih godina od centra galaktike.
Smatra se da su ove zvijezde izbačene iz središta naše galaksije zahvaljujući interakcijama binarnih zvijezda sa supermasiranom crnom rupom (SMBH) u središtu naše galaksije - aka. Strijelac A *. Iako je njihov točan uzrok još uvijek predmet rasprave, orbite HVS-ova mogu se izračunati jer ih u potpunosti određuje gravitacijsko polje galaksije.
Kako objašnjavaju u svojoj studiji, istraživači su koristili asimetriju u raspodjeli radijalne brzine zvijezda u galaktičkom halou kako bi odredili gravitacijski potencijal galaksije. Brzina ovih halo zvijezda ovisi o potencijalnoj brzini bijega HVS-a, pod uvjetom da je vrijeme potrebno da HVS-ovi završe jednu orbitu kraće od životnog vijeka halo zvijezda.
Iz toga su mogli razlikovati različite modele Mliječnog puta i gravitacijske sile koju on djeluje. Usvajanjem nominalnog vremena putovanja ovih promatranih HVS-a - koje su izračunali na oko 330 milijuna godina, otprilike jednako kao i prosječni životni vijek halo zvijezda - mogli su izvući gravitacijske procjene za Mliječni put, što je omogućilo procjene o njegovoj ukupnoj masi ,
"Kalibracijom minimalne brzine neuvezanih zvijezda, otkrivamo da se masa Mliječnog puta nalazi u rasponu od 1,2-1,9 trilijuna solarnih masa", rekao je Loeb. Iako je još uvijek podložan opsegu, ova najnovija procjena značajno je poboljšanje u odnosu na prethodne procjene. Štoviše, ove su procjene u skladu s našim trenutnim kosmološkim modelima koji pokušavaju objasniti svu vidljivu materiju u Svemiru, kao i tamnu materiju i tamnu energiju - model Lambda-CDM.
"Zaključena masa Mliječnog puta nalazi se u rasponu koji se očekuje unutar standardnog kozmološkog modela," rekao je Leob, "gdje je količina tamne materije oko pet puta veća od one obične (svjetlucave) materije."
Na temelju ovog sloma može se reći da normalna materija u našoj galaksiji - tj. Zvijezde, planeti, prašina i plin - čini između 240 i 380 milijardi Sunčevih masa. Dakle, ne samo da ova posljednja studija pruža preciznija ograničenja mase za našu galaksiju, već bi nam mogla pomoći i da utvrdimo koliko je zvijezdanih sustava vani - trenutne procjene govore da Mliječni put ima između 200 do 400 milijardi zvijezda i 100 milijardi planeta ,
Pored toga, ovo je istraživanje značajno i za proučavanje kozmičke formacije i evolucije. Stavljanjem preciznijih procjena mase naše galaksije, one koje su u skladu s trenutnim raščlanjivanjem normalne materije i tamne materije, kosmolozi će moći izgraditi preciznije izvještaje o tome kako je nastao naš Svemir. Jedan korak više na razumijevanju Svemira na najvećim vagama!
